Franc3D的案例
abaqus和franc3d疲勞裂紋擴(kuò)展分析對比
Abaqus和Franc3D均可以模擬循環(huán)載荷下的疲勞裂紋擴(kuò)展行為，本文對兩者的模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
Abaqus中可以通過直接循環(huán)法進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展分析，整個過程包含兩階段，（1）裂紋萌生階段；（2）裂紋擴(kuò)展階段。
裂紋萌生準(zhǔn)則如下
裂紋萌生后的擴(kuò)展速度采用基于能量釋放率的Paris公式進(jìn)行描述
Abaqus中通過設(shè)置關(guān)鍵字來引入裂紋擴(kuò)展模型。
*Fracture Criterion,TYPE=FATIGUE,MIXED MODE BEHAVIOR=POWER(BK or REEDER)
Franc3D與Abaqus的區(qū)別在于裂紋描述方式上，abaqus采用擴(kuò)展有限元方法來描述裂紋，Franc3D則通過自適應(yīng)網(wǎng)格來描述裂紋。Franc3D內(nèi)置了多種疲勞裂紋擴(kuò)展速率模型，如下圖所示。
在計算疲勞裂紋擴(kuò)展時，Abaqus和Franc3D本質(zhì)上的物理機(jī)理是相同的，只是各自具體的實現(xiàn)方法有所區(qū)別。本文分別使用Abaqus和Franc3D模擬了含有預(yù)制裂紋平板的疲勞行為，并對模擬結(jié)果進(jìn)行了對比。
Abaqus中模型的幾何形狀和加載方式如下圖所示。Abaqus計算出裂紋尖端的能量釋放率，并結(jié)合式(2)進(jìn)行裂紋疲勞擴(kuò)展分析。
Franc3D中的網(wǎng)格如下所示。Franc3D對裂紋尖端網(wǎng)格進(jìn)行了楔形單元劃分，通過M-integral等方法計算出裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，結(jié)合Paris公式等進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展分析。
計算結(jié)果如下
Abaqus計算結(jié)果
Franc3d計算結(jié)果
裂紋長度和循環(huán)數(shù)的關(guān)系
通過對比上述結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，Abaqus和Franc3D模擬得到的裂紋擴(kuò)展路徑基本一致，相同的循環(huán)數(shù)作用下，Abaqus中的裂紋長度小于Franc3d中的裂紋長度。
展開 FRANC3D裂紋設(shè)置注意事項 ￥5
如果FRANC3D調(diào)用有限元求解器不成功，請查看一下是否正確設(shè)置了求解器的路徑
點擊FRANC3D界面上的菜單：Edit->Preferences，在彈出的對話框中分別點擊ANSYS、ABAQUS、NASTRAN選項卡，指定各求解器的可執(zhí)行文件的路徑即可，以下默認(rèn)路徑供參考：
l C:\Program Files\ANSYS Inc\v140\ansys\bin\winx64\ANSYS140.exe
l C:\SIMULIA\Abaqus\Commands\abaqus.bat
l C:\MSC.Software\MD_Nastran\20111\bin\mdnastran.exe
注：FRANC3D支持全系列版本的ANSYS、ABAQUS和NASTRAN軟件，包括最新的ANSYS 16.0，ABAQUS 6.15等。
展開 FRANC3D v2.3 For Cygwin/XFree86 under NT/2000/XP 安裝指南
1,下載FRANC3D,OSM,BES.
可以到Cornell大學(xué)斷裂工作組的網(wǎng)頁上下載，It's Free.
注意，FRANC3D和OSM的最新版本是2.3,BES的版本是5.0(好像最大節(jié)點限制是100，000)。解壓縮到你的工作目錄，比如 D:/Franc3d
2,下載安裝Cygwin/XFree86,到他的主頁上點擊Install CygWin Now，會下載一個Setup.exe,到你的桌面上，通過下面的安裝指南文件，你可以順利安裝Cygwin/Xfree86:
附件：Cygwin/XFree86 User’s Guide，需要提醒一點的是，缺省安裝是不安裝Xfree86的，你必須確保它安裝，不然你會發(fā)現(xiàn)找不到指定的DLL,如LIBICE.DLL.
38497-cygwin-xfree-ug.rar
展開 Franc3D新版本 ￥200
Franc3D V7.5.5版本相對于舊版本，變幅應(yīng)力譜加載更為簡潔友好、高效
FRANC3D 是免費的軟件嗎
FRANC3D軟件 有人用過嗎？是免費的嗎？
Franc3d問題解答討論
我個人做franc3d和abaqus聯(lián)合的裂紋擴(kuò)展分析有兩年了，遇到過極其多的報錯，大家有什么問題可以留言討論，或者加我QQ 576218575
franc3d中變幅載荷怎么導(dǎo)入？
在franc3D V7.4.8中，變幅載荷可以通過文件導(dǎo)入，我看了軟件讀取的文件類別是txt。 想請教一下大家，格式是怎樣的？
Franc3D與ABAQUS聯(lián)合仿真模擬角裂紋擴(kuò)展
通過abaqus建模，franc3d定義裂紋及擴(kuò)展，可以模擬孔邊角裂紋的擴(kuò)展。
圖一左側(cè)顯示了角裂紋的擴(kuò)展路徑，從角裂紋逐漸擴(kuò)展為穿透裂紋，右側(cè)顯示的是裂紋擴(kuò)展過程中應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化。圖2則是ABAQUS中的odb文件顯示結(jié)果，能夠清晰觀察到角裂紋的擴(kuò)展過程。
三維裂紋（疲勞或非疲勞）軟件Franc3d問題提問及解答專區(qū)
因為我自己或者大家都會有一些關(guān)于Franc3d的問題，歡迎大家在下面提問或解答。從而提高效率或促進(jìn)交流。
多分析步下的裂紋擴(kuò)展
帶有子步的分析步
在這一節(jié)中，描述FRANC3D如何處理有子步的分析步。從ABAQUS的一個簡單的立方體模型開始，定義了三個靜態(tài)分析步。約束底部以防止剛體運(yùn)動，如圖10.33所示，第1個分析步定義頂面的均勻拉力。第2和第3個分析步分別定義頂部左側(cè)的一條拉力，以及頂部表面中心的一個集中力，圖10.34。
圖10.33 ABAQUS立方體頂面有拉力。
ABAQUS靜態(tài)分析步被定義為在分析過程中產(chǎn)生子步，這可以被認(rèn)為是瞬態(tài)分析的簡化形式。ABAQUS的結(jié)果將包括每個分析步的每個子步的位移，圖10.35。
圖10.34 ABAQUS立方體的分析步2和3。
圖10.35 ABAQUS立方體結(jié)果--多個分析步和子步。
把ABAQUS模型導(dǎo)入FRANC3D，并在正面定義了一個半圓形的表面裂紋，圖10.36。
圖10.36 立方體正面的半圓形表面裂紋。
插入裂紋，進(jìn)行ABAQUS靜態(tài)裂紋分析。編輯FRANC3D/ABAQUS分析的默認(rèn)值，以便輸出每一子步的結(jié)果，圖10.37。ABAQUS為FRANC3D生成的結(jié)果（.dtp）文件將包含所有分析步的所有子步的位移。
展開 航空發(fā)動機(jī)葉片裂紋擴(kuò)展規(guī)律數(shù)值模擬研究
Franc3D 裂紋分析軟件主要計算三維裂紋的裂紋擴(kuò)展與
疲勞壽命,國內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用該軟件進(jìn)行了很多裂紋擴(kuò)展分析工作,證明其是裂紋擴(kuò)展和壽命預(yù)測的可靠手段。Liao等[13] 基于ABAQUS 聯(lián)合Franc3D 提出了一種用于航空航天領(lǐng)域的鋁鋰合金修復(fù)結(jié)構(gòu)剩余疲勞壽命估算方法。Mangardich等[14] 基于Franc3D 對某型航空發(fā)動機(jī)高壓壓氣機(jī)葉片在使用過程中發(fā)生斷裂的裂紋擴(kuò)展進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。Wang 等[15] 利用ABAQUS 和Franc3D 研究了GH4169 高溫合金在滑動疲勞磨損條件下的裂紋擴(kuò)展特性。李巖等[16] 基于Franc3D 探討了渦輪盤裂紋關(guān)鍵位置選擇、初始裂紋尺寸及形狀的確定和選擇問題。路衛(wèi)兵等[17] 使用Fracnc3D 針對大模數(shù)表面淬火齒條的裂紋擴(kuò)展規(guī)律進(jìn)行了研究。熊勛等[18]采用Franc3d 和ABAQUS 聯(lián)合仿真的方法,對帶初始預(yù)制裂紋的Q235 鋼CT 試樣進(jìn)行了疲勞裂紋擴(kuò)展及壽命預(yù)測和分析。謝芳等[19] 利用ANSYS 及Franc3D 對球形壓力容器軸向橢圓埋藏裂紋擴(kuò)展進(jìn)行了分析。
在葉片裂紋擴(kuò)展理論和數(shù)值分析方面,當(dāng)前研究多局限
于表面裂紋和穿透裂紋,但是實際中的葉片多以三維裂紋形式存在,對于其裂紋前緣形貌、裂紋擴(kuò)展路徑、裂紋擴(kuò)展壽命的建模、數(shù)值模擬、理論分析都十分復(fù)雜。針對以上問題,本文基于ABAQUS 聯(lián)合Franc3D 對壓氣機(jī)葉片進(jìn)行裂紋擴(kuò)展模擬仿真研究,分析初始裂紋位置、初始裂紋前緣形狀、初始裂紋方向等裂紋參數(shù)對葉片裂紋擴(kuò)展的影響。
2 葉片實物及幾何結(jié)構(gòu)建模
2. 1 葉片幾何模型
本文以某型航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片為研究對象,實物如圖1(a)所示。該葉片葉身高度為136. 2 mm,葉身寬度為68. 2 mm,初始扭轉(zhuǎn)角為10°。
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自動裂紋擴(kuò)展的裂紋引入與更新問題解決方法 ￥1
如果FRANC3D調(diào)用有限元求解器不成功，請查看一下是否正確設(shè)置了求解器的路徑
點擊FRANC3D界面上的菜單：Edit->Preferences，在彈出的對話框中分別點擊ANSYS、ABAQUS、NASTRAN選項卡，指定各求解器的可執(zhí)行文件的路徑即可，以下默認(rèn)路徑供參考：
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關(guān)于模型導(dǎo)入和輸出
1、有限元模型無法導(dǎo)入FRANC3D
請不要讀入超大規(guī)模（如100萬以上的單元）的網(wǎng)格模型，或者網(wǎng)格質(zhì)量比較差的模型。另外，還要檢查一下有限元網(wǎng)格模型中是否存在獨立的節(jié)點，即這些節(jié)點是單獨存在的，不屬于任何的實體單元。這些都會造成模型讀入困難。
2、引入裂紋后FRANC3D輸出的有限元模型丟失一些接觸或其他邊界條件
請把所有的屬性定義在網(wǎng)格模型上，有限元軟件輸出的網(wǎng)格模型最好不要直接讀入FRANC3D，應(yīng)把模型文件（如*.cdb、*.inp、*.dat）再次讀入到有限元軟件中（此時只有網(wǎng)格模型），檢查并重新定義所有的接觸、邊界條件和荷載等屬性，再次輸出模型文件，然后讀入FRANC3D即可。
展開 技術(shù)鄰周報 第5期：Abaqus/MATLAB/Ansys/Comsol/LS-DYNA...
3、Abaqus和franc3d疲勞裂紋擴(kuò)展分析對比
作者：
靜默的無線電
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1802746
隨著高強(qiáng)度材料和大型結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，一些根據(jù)靜強(qiáng)度設(shè)計制造的產(chǎn)品先后發(fā)生災(zāi)難性的疲勞斷裂事故。精確估算出結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，確保結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)不發(fā)生疲勞失效是疲勞裂紋研究的目的。Abaqus和Franc3D均可以模擬循環(huán)載荷下的疲勞裂紋擴(kuò)展行為，本文對兩者的模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
4、Matlab交互編程——疫情數(shù)據(jù)的可視化
作者：
NoahX
鏈接：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1802760
作為流行的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，MATLAB不僅可以作為離線數(shù)值分析的工具，更可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的爬取和地理數(shù)據(jù)的可視化。本期我們將以新冠疫情數(shù)據(jù)的可視化為例，帶領(lǐng)大家在 MATLAB 中下載線上數(shù)據(jù)并完成疫情地圖的繪制。
5、基于Lumerical Mode的典型波導(dǎo)腔面本征模式的光場圖計算
作者：
320科技工作室
鏈接：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1802785
在波導(dǎo)中往往要從本征模式分析確定波導(dǎo)腔內(nèi)內(nèi)能夠傳輸?shù)哪Ｊ?。本教程以常?guī)波導(dǎo)為例，用Lumerical Mode Solution模塊計算尋解特定中心波長下的本征模式。
展開 Lsdyna中裂紋模擬的幾種辦法
5、lsdyna中的裂紋擴(kuò)展都得不到裂紋前端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，個人認(rèn)為用Franc3d來做裂紋擴(kuò)展要方便得多。
參考文獻(xiàn).rar
仿真問題無法解決？苦于找不到人？
向大家推薦一些技術(shù)鄰優(yōu)質(zhì)專家，大家可以根據(jù)自己的需求聯(lián)系（順序不分前后）：
技術(shù)鄰名稱：南風(fēng)CAEer
技術(shù)鄰主頁：https://www.yqgqt.org.cn/z/835395
擅長方向：基于marc，deform, abaqus, ansys, ls-dyna的金屬材料塑性加工, 焊接和熱處理仿真模擬; 基于abaqus, ansys, marc, Franc3D的金屬材料和脆性材料，復(fù)合材料的裂紋萌生與裂紋擴(kuò)展，剩余壽命的有限元仿真與模擬; 基于abaqus, ansys, hyperworks/optistruct的新能源汽車零部件，電池包，車身結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度，振動，疲勞，沖擊的有限元仿真與模擬，以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化;abaqus，marc，deform二次開發(fā)，編程與調(diào)試；
技術(shù)鄰名稱：唐生取經(jīng)
技術(shù)鄰主頁：https://www.yqgqt.org.cn/z/634451
擅長方向：從事CAE/CFD仿真分析多年，精通工程機(jī)械、新能源電機(jī)、變速器、電池包、儲能柜等仿真與優(yōu)化工作。對結(jié)構(gòu)模態(tài)、隨機(jī)振動、沖擊、跌落、擠壓、底部球擊、剛度、強(qiáng)度和疲勞等分析與優(yōu)化有一定成果。
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